应变率及温度对FGH95粉末高温合金塑性变形性能影响的实验研究

在420℃～650℃的温度范围内,实验研究了FGH95粉末高温合金在应变率0．0001s^-1～0．01S^-1范围内的拉伸一断裂性能,分析了温度和应变率对该合金流动应力的影响,结果表明,应变率对杨氏模量、拉伸屈服强度和塑性模量的影响不是很大,随着应变速率的增大和温度的升高,合金的塑性流动应力有所提高,断裂强度和断裂韧性增强。并通过流动应力与应变、应变率和温度之间的函数关系,分别讨论了硬化指数咒、应变速率敏感系数m及应力相关系数K与温度ε和应变率;的函数关系。SEM断口分析表明FGH95合金是微缺陷敏感材料,在高温（420℃-650℃）应变率范围为10^-4s^-1～10^-1s^-1时的拉伸断裂都是韧性断裂。     

三点弯曲试样幂硬化材料裂纹撕裂扩展的实验研究

本文应用三点弯曲试样和撕裂模量理论对弹塑性裂纹撕裂扩展的稳定性进行了实验研究,得出了适用于三点弯曲试样的施加撕裂模量T_(app)的计算公式。结果说明了材料硬化和系统柔度等因素对裂纹扩展稳定性的影响。实验中采用多层高柔度组合梁系统,得到了随加载系统柔度增加,裂纹扩展从慢稳定到失稳发展的过程。证明了撕裂模量理论的有效性。实验结果与理论预测相符。     

扭转塑性变形对6063铝合金拉伸力学性能的影响机理研究

扭转是一种常用的冷作硬化方法。本文通过实心圆轴扭转实验和预扭试件的单向拉伸实验,研究了扭转塑性变形程度对6063铝合金拉伸力学性能的影响。通过理论研究和硬度分析探究了造成这一影响的内在机理。结果表明,试件扭转后其内部形成的以屈服强度为特征参数的梯度结构,是造成预扭试件力学性能得到改善的根本原因。并且,扭转不同的角度,材料内部产生的梯度结构也是不同的。而不同的梯度结构对试件力学性能的影响则表现为后继拉伸屈服强度随预扭角度的增大而增大。为了预测预扭试件的后继拉伸力学行为,验证前述结论的正确性,建立了由内到外屈服强度逐渐变化的有限元模型。此模型代表了预扭转变形试件,对其施加位移载荷,模拟后继单向拉伸加载过程。模拟所得材料力学性能随扭转角的变化趋势与实验结果基本吻合,从而验证了扭转冷作硬化后,圆轴试件内部产生了以屈服强度为特征参数的梯度结构这一结论。同时,也提供了一种有效的预测材料扭转后拉伸力学性能的数值模拟方法。     

多晶纯钛在高应变率不同温度下的拉伸力学行为实验研究

利用MTS809和自行研制的旋转盘冲击拉伸试验机,对多晶纯钛进行了应变率为0.001s-1和300s-1、温度为298K至973K的拉伸试验和应变率为300 s-1不同温度下的冲击拉伸复元试验,得到了多晶纯钛的拉伸应力应变曲线和高应变率等温应力应变曲线。试验结果表明,多晶纯钛的拉伸力学行为具有应变率和温度相关性。采用修正的Johnson-Cook模型进行数值拟合,结果表明,该本构模型能较好地表征多晶纯钛在试验应变率和温度范围内的拉伸力学行为。     

纯锆的本构模型研究

采用基于位错动力学理论的USCD模型，经拟舍得到纯锆的本构模型。针对其在较高应变率和较低温度下的预测结果和实验数据偏差较大的缺点，考虑锆塑性变形过程中孪晶演化的影响，对模型进行了修正。修正后的本构模型可以较好地描述纯锆在较宽温度范围内、不同应变率下的塑性变形行为，本构模型预测结果和实验数据吻合很好。     

裂纹扩展稳定性的实验研究

对五种金属材料进行了裂纹扩展稳定性的实验研究,试件分别采用三点弯曲试件(3PB 试件)和紧凑拉伸试件(CT 试件).试验结果分别由载荷 P——位移Δ曲线斜率的变化,(dp)/(dΔ)——Δ曲线,和撕裂模量曲线验证“撕裂失稳准则”.实验表明该准则是非保守的,同时还表明材料撕裂模量曲线 T_(MAT)-Δ(?)有相当离散度.     

随机晶界分布对铝多晶材料晶间破坏行为的影响

采用二维随机有限元方法研究了准静态拉伸载荷下细观随机不均匀的粗晶粒铝多晶试件晶间破坏的力学行为.探讨了随机晶界的数量和分布对材料断裂性能的影响.     

红砂岩路基土动态模量影响因素及预估模型研究

为研究红砂岩路基土动态模量的影响因素,采用室内重复加载三轴试验。结合红砂岩路基土在不同含水率时的动态模量,分析偏应力、体应力和含水率对红砂岩路基土动态模量的影响;采用三参数复合模型进行回归,并通过有限元计算和实体工程现场检测,建立室内试验动态模量与现场检测动态模量的回归关系。研究结果表明,动态模量随体应力(或围压)增大而增大,随偏应力增大而减小;随着含水率的增大,动态模量呈先增大后逐步减少的趋势。三参数复合预估模型与试验检测结果之间具有较高相关性。此外,红砂岩路基土室内试验动态模量与现场检测动态模量具有良好的回归关系,室内试验动态模量与现场检测动态模量可以实现有效换算。     

钝体分离流动的实验研究

本文报告了楔形钝体分离流区域的湍流实验,提供了分离区内的时均速度、压力,湍流度和雷诺应力的分布,并对分离区的湍流特征进行了分析。实验表明,分离区内时均速度具有很大的横向梯度。湍流度和雷诺应力的分布曲线很相纵,它们在回流区变化较为平缓,而在混合区,当它们达到极大值之后,便以指数形式向(?)衰减。压力在回流区内变化也不大,但在混合区却具有明显的横向梯度。     

孔眼流入对水平井中流动影响的实验研究

设计并建立了水平井筒变质量流动模拟实验装置。对具有射孔完井的水平井筒变质量流动进行了实验研究,利用先进的数据采集系统获取了大量的实验数据。对水平井井筒单孔眼段流动阻力损失分析可知,流动阻力由三部分组成：管壁摩擦阻力、加速损失和混合损失。对实验数据进行处理得出了混合损失和主流流速与孔眼流速之间的关系。对于一定的主流流速,混合损失随孔眼流速的增大而增大,同时,对于一定的孔眼流速,混合损失随主流流速的增大而增大,此时孔眼的流入对水平井筒中的流动造成的影响比较显著。孔眼的流入增加了井筒中流动的复杂性。对实验数据进行的回归结果表明,在本实验条件和范围内,主流流速和孔眼流速是造成混合损失的主要因素。     

新型铝锡硅合金高温塑性变形流变应力的研究

采用高温等温压缩变形方法,在温度为373-673K范围和应变速率为0.001-1.0s^-1范围内,测定了新型Al-10Sn-4Si合金的流变应力曲线,结果表明,该合金为正应变速率敏感材料并且具有稳态流变特征;稳态流变应力随变形速率的增加而增大,随变形温度的升高而降低,通过回归分析,建立了该合金高温塑性变形时稳态流变应力的半经验方程,这种稳态流变特征与动态回复、动态再结晶及局部晶界粘滞性流动行为有关,受热激活过程控制。     

基于塑性体积应变的岩石损伤变形特性实验研究

为分析岩石塑性变形与损伤的关系,在定义岩石的初始损伤和临界损伤,提出塑性体积应变分析方法,从而以塑性体积应变为损伤变量,采用归一化方法建立岩石的损伤本构模型。采用递增循环加载实验确定岩石损伤本构模型中的弹性卸载模量和弹性应变比例系数两个参数。通过实验和理论分析得出:当荷载较小时,普通单轴压缩状态下岩石损伤随荷载的增加具有减小趋势,荷载超过一定数值后,岩石损伤才开始增加;单轴递增循环压缩状态下当循环荷载大于约35%峰值强度后,卸载后岩石的损伤具有增加的趋势,小于该荷载之前具有减小的趋势。整个加载过程的理论应力-应变曲线能很好地与实验结果相吻合,在循环加载区间理论结果还能体现出岩石实验结果中的回滞环。     

室温下镁合金板循环塑性随动强化本构模型研究

本文在具有各向异性屈服强度和拉压不对称的CPB06屈服准则的基础上,建立了基于随动强化的循环塑性本构模型．通过引入滑移、孪晶以及去孪等不同变形模式下的背应力演化方程,对室温下镁合金板材异常循环硬化行为进行了模拟．选取了AZ31B-O和AZ31B两种镁合金板材,通过拉伸-压缩-拉伸(T-C-T)和压缩-拉伸(C-T)等不同加载路径下的部分实验曲线确定模型的参数,采用三次插值多项式建立了背应力参数与上一变形模式中累积的等效塑性应变（即预应变）之间的函数关系．使用本模型对剩下的实验曲线进行了预测,发现预测结果与实验结果有良好的一致性,说明了当前模型的正确性．     

塑性预应变对屈服条件影响的实验研究

本文介绍了确定具有塑性予应变板材后继屈服条件的实验方法。铝合金板LY12～M12的实验研究表明:随着塑性予应变的增加,将依次出现各向同性强化、运动强化以及组合强化。     

弹性介质形变对超声波传播特性影响的实验研究

弹性介质在受到外力的情况下会发生弹性形变。在弹性介质质量一定的情况下,此弹性形变会使弹性介质的体积和密度伴随着改变。对于超声波而言,在除了弹性介质本身的其他因素不变的情况下,弹性介质体积和密度的改变将会影响到超声波的传播特性。通过理论分析得出超声波幅值和相位随弹性琼脂应力变化的关系。以琼脂作为实验模型,检测琼脂在形变时超声波的信号参数,并且通过实验数据,最终得到二者的曲线和标定公式。此结果有利于今后在介质应力检测及超声波检测技术等方面的深入研究。     

Study on Deformation of Polycrystalline Aluminum Alloy Using Moiré Interferometry

Polycrystalline aluminum alloy is manufactured by annealing, compared to the width of the specimen, the size of the grains can not be omitted, which makes the specimen anisotropic. Under uniaxial tension, the deformation field is inhomogeneous. In this study, moiré interferometry is successfully applied to measure the deformation of the polycrystalline specimen. The experimental results presented the stress versus strain responses of the marked grains in different orientations and different shapes. By using fringe centering method, the strain distributions under certain load in the centers and on the boundaries of the grains are analyzed.     

人造多晶冰抗压强度实验研究

对实验室制作的平均粒径为４ｍｍ的宏观各向同性粒状多晶冰，在冰温分别为－０．５、－２、－５和－１０℃及应变率分别为４．２×１０－４、５．５×１０－５、５．５×１０－６及３．５×１０－７ｓ－１下进行了单轴抗压强度实验。结果表明，极限抗压强度与负温和应变率的对数均呈正比例关系；在较高应变率下（４．２×１０－４ｓ－１），在－５℃时，出现韧脆性转折点。